ZL2隧道通风专项方案

-1-隧道通风专项方案一、编制依据和原则施工通风是隧道施工的重要工序之一，是隧道安全施工的关键。合理的通风系统、理想的通风效果是实现隧道快速施工、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。根据以往隧道通风经验及对当前通风设备技术性能的调研结果，按照自成体系的原则，综合考虑施工过程中可能出现的情况，制定隧道通风方案。1、通风设计依据⑴左黎高速隧道施工图；⑵《公路路瓦斯隧道技术规范》；⑶《公路隧道工程施工技术指南》；⑷《公路隧道工程施工安全技术规程》；⑸《煤矿安全规程》等煤矿现行有关规范、规程等。2、编制原则（1）严格遵守招标文件明确的设计规范，施工规范和质量评定验收标准。（2）坚持技术先进性，科学合理性，适用性，安全可靠性与实事求是相结合。（3）对现场坚持全员、全方位、全过程严密监控，动态控制，科学管理的原则。二、工程概况1、工程概况左黎高速公路ZL2合同段，地处山西省晋中市左权县境内，起讫里程为：YK16+900~K32+000，标段全长14.954Km。共有分离式隧道3-2-座，其中包含中隧道1座、短隧道2座。分别是柏管寺隧道、小寨隧道和故驿隧道。分离式隧道左线共长1124m，右线共长1213m，合计单线长2337m。ZL2标隧道工程一览表序号中心桩号隧道名称长度(m)最大埋深(m)纵坡(%)平曲线线间距(m)1ZK17+156.5柏管寺隧道(左)26584-1.507A-400，R-∞24.92YK17+138.5柏管寺隧道(右)27786-1.40R-1000，A-43028.13ZK17+929.5小寨隧道(左)589106-2.5R-∞,A-420，R-100030.24YK17+919.0小寨隧道(右)590109-2.5R-∞,A-430，R-105030.55ZK28+065.0故驿隧道(左)270650.5R-∞16.16YK28+087.0故驿隧道(右)346860.5R-∞20.1小计2337各隧道长度及围岩级别见下表：隧道长度及围岩级别序号隧道名称长度(m)各级围岩长度(m)洞门及明洞Ⅴ级围岩Ⅳ级围岩Ⅲ级围岩卵石土、碎石层浅埋偏压深埋浅埋深埋1柏管寺隧道左线26520705010520右线277206750105352小寨隧道左线589891160330右线590109620803843故驿隧道左线270435240305550右线346459031408555总计233714614239510090590874637680874-3-各级围岩支护参数表衬砌类型初期支护二次衬砌辅助施工锚杆钢筋网喷射砼钢拱架Ⅴ级围岩S5j卵石土、碎石层φ42×3.5小导管L=3.5m(纵)60×120(环)φ8钢筋网20×20cmC20喷射砼厚26cmI20钢拱架间距60cm45cm钢砼有仰拱管棚超前自进式锚杆S5a浅埋偏压D25注浆锚杆L=3.5m(纵)60×120(环)φ8钢筋网20×20cmC20喷射砼厚24cmI18钢拱架间距60cm45cm钢砼有仰拱管棚超前导管S5b深埋D25注浆锚杆L=3.5m(纵)80×120(环)φ8钢筋网20×20cmC20喷射砼厚24cmI18钢拱架间距80cm45cm素砼有仰拱超前导管Ⅳ级围岩S4a浅埋φ22药卷锚杆L=3.0m(纵)100×120(环)φ8钢筋网20×20cmC20喷射砼厚22cm格栅钢架间距100cm40cm素砼有仰拱—S4b深埋φ22药卷锚杆L=3.0m(纵)120×120(环)φ8钢筋网20×20cmC20喷射砼厚20cm格栅钢架间距120cm40cm素砼无仰拱—Ⅲ级围岩S3深埋φ22药卷锚杆L=2.5m(纵)120×120(环)φ6钢筋网20×20cmC20喷射砼厚10cm—35cm素砼无仰拱—本标段隧道Ⅴ级、Ⅳ围岩占暗洞长度的60%，总体围岩较差，且隧道工程分散，同时隧道进出洞口均距阳涉铁路较近，施工进度与安全管理是本标段施工管理工作中的重点。2、地形、地貌根据沿线地貌分区，隧址区属低山区。进出口均未见不良地质现象，自然条件较好。柏管寺隧道最大埋深86m。隧道区海拔高程1025～1125m，相对高差约100m。山体平均坡度25～55°，小寨隧道最大埋深约109m。隧道所经区域海拔高程998～1122m，相对高差约124m。全程山体平均坡度约35～45°，故驿隧道最大埋深约65m。隧道所经区域海拔高程907～960m，相对高差约65m。山体平均坡度约25～45°，3座隧道地形地势起伏略大，属较陡山形，大部分基岩出露，局部薄层碎石覆盖。3、气象项目区属温带大陆性气候，四季分明，春季温暖，夏季炎热多雨，秋季凉爽宜人，冬季寒冷，昼夜温差较大。年平均气温10.3℃，历-4-年最高气温38.3℃，气温最低-22℃。无霜期为110～180天，年平均降水量523.2mm，多年平均蒸发量为1589.7mm，多年平均风速1.8m/s，一般4月平均风速最大，为2.7m/s，最大冻土深度1.04m。4、水文地质本隧址区降水少而集中，蒸发量大，具典型的雨洪特征，水位与降水量成正比，动态极不稳定，降水多以地表水排走而补给地下水甚少。地下水的赋存与运移均受地形地貌、地层岩性、地质构造、气象、水文等因素综合控制。根据钻孔水文地质观测，结合地形地貌，岩性和地质构造特征分析判断，隧址地下水类型为基岩裂隙水，水量较小，补给来源主要为大气降水。勘察期间未见地表水及地下水。三、通风设计标准隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：⑴空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。⑵粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg。每立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。⑶瓦斯隧道装药爆破时，爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于1.0%；总回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%。开挖面瓦斯浓度大于1.5%时，所有人员必须撤至安全地点并加强通风。⑷有害气体最高容许浓度：一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3；在特殊情况下，施工人员必须进入开挖工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；-5-二氧化碳按体积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下。⑸隧道内气温不得高于28℃。⑹隧道内噪声不得大于90dB。⑺隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量，每人应供应新鲜空气4m3/min。⑻瓦斯隧道施工中防止瓦斯集聚的风速不得小于1m/s。四、通风设计的原则1、通风系统隧道掘进工作面都必须采用独立通风，严禁任何两个工作面之间串连通风。隧道需要的风量，须按照爆破排烟、同时工作的最多人数以及瓦斯绝对涌出量分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值。隧道施工中，对集聚的空间和衬砌模板台车附近区域，可采用空气引射器气动风机等设备，实施局部通风的办法。隧道在施工期间，应实施连续通风。因检修、停电等原因停机时，必须撤出人员，切断电源。2、通风设备4.2.1压入式通风机必须装设在洞外或洞内新风流中，避免污风循环。通风机应设两路电源，并装设风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路应在15min内接通，保证风机正常运转。4.2.2必须有一套同等性能的备用通风机，并经常保持良好的使用状态。4.2.3隧道掘进工作面附近的局部通风机，均应实行专用变压器、专用开关、专用线路及风电闭锁、瓦电闭锁供电。4.2.4隧道应采用抗静电、阻燃的风管。风管口到开挖面的距离应小于5m，风管百米漏风率应不大于2%。-6-五、通风方案以我标段最长隧道为例，按照实施性施工组织设计,采用压入式通风是在洞门安装主风机将新鲜空气压入,新鲜空气由正洞流入,将洞内正洞的污浊空气挤出洞内,形成循环风流。风量和风压计算：隧道正洞进口施工均按无轨运输，采用巷道通风，隧道正洞通过风筒压入式向工作面通风。⑴隧道正洞风管漏风损失修正风量洞外风机通过通风管为工作面供风，通风计算取最大通风长度L＝590m。风管百米漏风系数β为2%，风机所需风量为Q机为：B=L/100=590/100=5.9A=（1-β）B=（1-0.02）6=0.89Q机=Q需/A=1938/0.89=2177m3/min⑵风压计算C=ρ×L=1×590=590；W=C/2D=590/(2×1.5)=196.7S风管=πD2/4=1.77m2；V=Q机/S风管=2177/1.77=1230m/minH摩=λ×W×V2=0.0078×196.7×12.32=232Pa式中：ρ——空气密度，按ρ=1.0kg/m3计。V——风管内平均风速。系统风压其他正局摩hhhhH，为简化计算，取H=1.2H摩H=1.2H摩=1.2×232=278.4Pa。⑶平导风量及风压计算①计算参数：计算参数如下：供给每人的新鲜空气量按m=4m3/min计；按照分部开挖的最不利因素，坑道施工通风最小风速按Vmin=1m/s，因平导断面较小，不利于瓦斯稀释，按瓦斯积聚最小风速为依据；隧道内气-7-温不超过28℃；正洞最大开挖面积按SZ=40m2计（Ⅴ级围岩上、下台阶开挖）；正洞上断面开挖爆破一次最大用药量A=200kg；正洞放炮后通风时间按t=20min计；风管百米漏风率β＝1％，风管内摩擦阻力系数为λ＝0.0078，风筒直径为1.5m。②风量计算按洞内允许最小风速要求计算风量Q风速=Vmin×SZ×60s=1.0×40×60s=2400(m3/min)按洞内同时工作的最多人数计算风量Q人员=4×m×1.2=4×40×1.2=192(m3/min)m－坑道内同时工作的最多人数，正洞按40人计。按洞内同一时间爆破使用的最多炸药用量计算风量Q炸药=(5×A×b)/t=(5×200×40)/20=2000(m3/min)b——公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积，取40L。式中：K2—风量备用系数，考虑隧道掘进断面不平、风筒漏风、瓦斯泄漏不均衡等因素，取K2＝1.6；按洞内使用内燃机械计算风量计算公式：Q内燃=Q0×ΣP式中：ΣP——进洞内燃机械马力总数。该隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和CQ1261T自卸汽车。其中侧卸式装载机1台，最大功率162kw，计算功率145kw；3台自卸车（满载车1台，空车2台），满载功率按110kw，计算功率99kw，空车计算功率按满载80%计，即79kw。则需要风量为：Q内燃=Q0×ΣP=3×(145+99+79×2)=1206m3/minQ需=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=2400m3/min③风管漏风损失修正风量-8-通风计算取最大通风长度L＝590m。风管百米漏风系数β为1%，风机所需风量为Q机为：B=L/100=590/100=5.9A=（1-β）B=（1-0.02）6=0.89Q机=Q需/A=4800/0.92=5217m3/min⑷风压计算C=ρ×L=1×590=590；W=C/2D=590/(2×1.5)=196.7S风管=πD2/4=0.785m2；V=Q需/S风管=1311/0.785=1670m/minH摩=λ×W×V2=0.0078×196.7×16.72=427.9Pa式中：ρ——空气密度，按ρ=1.0kg/m3计。V——风管内平均风速。系统风压其他正局摩hhhhH，为简化计算，取H=1.2H摩H=1.2H摩=1.2×427.9=513Pa4.2.3风机选型工区风机型号高效风量（m3/min）风压Pa功率（kw）数量备注出口轴流风机SDF-NO132691930~5920132×22其中1台备用六、施工通风检测隧道必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风。对掘进工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。必须有足够数量的通风安全检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。-9-1、风速测定对于隧道中的风速，一般应选用中速风表（0.5～10m/s）或低速风表（0.3～5m/s）进行测定。中速风表一般为翼式风